Go a simulácia abstraktných metód

2022/12/19

V Go neexistujú abstraktné metódy. To často spôsobuje prekvapivé správanie.

Vytvorme si útvar s menom:

type Shape struct {
	name string
}

func (s *Shape) Name() string {
	return s.name
}

Použime ho:

func main() {
	s := Shape{"some square"}
	fmt.Println(s.Name())
}

Vyrobme na pomenovanom útvare metódu, ktorá popíše jeho vlastnosti ako reťazec, pričom detaily o útvare zabezpečí príslušný útvar, ktorý embedduje Shape — kruh uvedie polomer, štvorec uvedie dĺžku strany a pod.

Dodajme:

func (s *Shape) Describe() string {
	desc := s.DoDescribe()
	if desc != "" {
		desc = " " + desc
	}
	return "<" + s.Name() + desc + ">"
}

func (s *Shape) DoDescribe() string {
	return ""
}

Následne skúsme:

func main() {
	s := Shape{"some square"}
	fmt.Println(s.Describe())
}

Uvidíme výpis v lomených zátvorkách:

<some square>

Metóda DoDescribe je „abstraktná“ a jej kód majú dodať potomkovské štruktúry.

Štvorec a jeho popis

Dodajme štvorec a jeho popis.

type Square struct {
	side float64
	Shape
}

func (s *Square) DoDescribe() string {
	return fmt.Sprintf("Square %s, side %.2f", s.Name(), s.side)
}

Štvorec embedduje („dedí“) od útvaru Shape a pokúša sa prekryť „abstraktnú“ metódu DoDescribe, žiaľ, neúspešne.

Použime:

redSquare := Square{
    2,
    Shape{"Red"},
}
fmt.Println(redSquare.Describe())

Čo uvidíme? Očakávame, že uvidíme podrobnosti o štvorci, ale namiesto toho vidíme výsledok rodičovskej metódy:

<Red>

Samotný štvorec Square nemá metódu Describe, takže sa zavolá rodičovská metóda z Shape.

V bežných objektovo orientovaných jazykov by metóda Describe zavolala metódu DoDescribe na skutočnom type premennej — teda na Square.

Toto však v Go nefunguje.

V skutočnosti sa volá metóda DoDescribe na tom type, ktorý naozaj obsahuje metódu Describe.

Trik pre abstraktné metódy

Obídeme to elegantným trikom z z blogu Hackthology.

Konštruktory

Najprv si však pripravme funkciu, čo sa bude tváriť ako konštruktor:

func NewSquare(side float64, name string) *Square {
	s := new(Square)
	s.side = 0
	s.Shape = Shape{name}

	return s
}

Následne ju použijeme:

redSquare := NewSquare(2, "Red")
fmt.Println(redSquare.Describe())

Situácia sa nezlepšila, ale otvorili sme si priestor na ďalšie zmeny.

Funkcia pre abstraktné volanie

Dodajme do útvaru stav reprezentujúci funkciu pre jeho popis.

Funkcie sú v Go rovnoprávne dátové typy, s ktorými možno veselo narábať ako s premennými!

type Shape struct {
	name string
	describer func() string
}

Následne upravme konštruktor pre štvorec:

func NewSquare(side float64, name string) *Square {
	s := new(Square)
	s.side = side //(1)
	s.name = name //(2)
	s.describer = s.DoDescribe //(3)

	return s
}

  1. Štvorcu priradíme dĺžku strany.

  2. Zároveň štvorec pomenujeme, pričom využijeme premennú name „zdedenú“ z útvaru Shape.

  3. Funkcii, ktorá dokáže vrátiť popis, priradíme metódu (!) DoDescribe zo štvorca.

Štvorec Square, ktorý má metódu DoDescribe ju môže použiť ako funkciu. Keďže DoDescribe neberie žiaden parameter a vracia reťazec, je možné ju považovať za príslušnú funkciu s 0 parametrami a s návratovou hodnotou string a teda ju priradiť do premennej v útvare Shape.

Tip
 Táto vlastnosť sa nazýva Method Value. Metódu štruktúry dokážeme považovať na samostatne stojacu funkciu.

Aby to naozaj fungovalo, musíme ešte upraviť metódu Describe na útvare Shape.

func (s *Shape) Describe() string {
	desc := s.describer() //(1)
	if desc != "" {
		desc = " " + desc
	}
	return "<" + s.Name() + desc + ">"
}

  1. Dôležité informácie o útvare z konkrétnej implementácie už nezískame priamo — volaním metódy DoDescribe, ale „dokola“ — z funkcie v premennej describer.

Ak zavoláme príslušný kód, uvidíme správny výsledok.

<Red Square Red, side 2.00>

Ak chceme naozaj vybudiť dojem, že metóda DoDescribe na útvare Shape je „abstraktná”, dodáme ju.

func (s *Shape) Describe() string {
	desc := s.DoDescribe() //(1)
	if desc != "" {
		desc = " " + desc
	}
	return "<" + s.Name() + desc + ">"
}

func (s *Shape) DoDescribe() string {
	return s.describer() //(2)
}

  1. Voláme „abstraktnú“ metódu DoDescribe, ktorá na útvare Shape len deleguje vykonávanie do medzifunkcie v premennej describer.

  2. Metóda DoDescribe() rieši zavolanie medzifunkcie.

Note
 Metóda DoDescribe je na konkrétnom útvare — napr. štvorci — prekrytá korektne. Medzifunkcia je inicializovaná v konštruktore štvorca — teda v metóde NewSquare, kde sa do nej priradí metóda DoDescribe štvorca Square.

Kruhy

Kruhy už urobíme v podobnom duchu.

// Circle
type Circle struct {
	diameter float64
	Shape
}

func NewCircle(diameter float64, name string) *Circle {
	c := &Circle{diameter, Shape{name: name}} //(1)
	c.describer = c.DoDescribe //(2)
	return c
}

func (c *Circle) DoDescribe() string { //(3)
	return fmt.Sprintf("Circle with diameter %.2f", c.diameter)
}

  1. Inicializáciu urobíme na jeden riadok.

  2. Chýbajúcu medzifunkciu dodáme samostatne. Nezabudnime, že describer je „zdedený“ z útvaru Shape a preto ho môžeme zavolať.

  3. Pridáme vlastný popis kruhu.

Warning
 Metóda DoDescribe musí byť volaná na prijímači typu smerník — teda method receiver musí byť pointrový *Circle! Inak tento trik nebude fungovať.

Abstraktný útvar

Pozor na to, že útvar Shape nie je určený na vytváranie premenných napriamo.

blob := Shape{name: "blob"}
fmt.Println(blob.Describe())

Výsledok bude „segmentaiton fault“:

panic: runtime error: invalid memory address or nil pointer dereference
[signal SIGSEGV: segmentation violation code=0x1 addr=0x0 pc=0x108e9bd]

goroutine 1 [running]:
main.(*Shape).DoDescribe(...)

Je to preto, že funkcia v premennej describer nie je inicializovaná. Útvar Shape nebol korektne inicializovaný a preto pokus o volanie nedefinovanej medzifunkcie (nil) zlyhá.

Zdroje

>> Home